TES12 1013混凝土结构设计规定.docx
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TES121013混凝土结构设计规定
混凝土结构设计规定
2011-11-15
发布
2012-01-01
实施
目次
前言………………………………………………………………………………3
1范围……………………………………………………………………………4
2规范性引用文件………………………………………………………………4
3材料……………………………………………………………………………4
4荷载及荷载效应组合…………………………………………………………5
5混凝土结构设计的基本要求…………………………………………………5
6控制室结构抗爆设计规定……………………………………………………6
7池类结构………………………………………………………………………7
8混凝土结构施工的基本要求…………………………………………………8
前言
《混凝土结构设计规定》根据中石化宁波工程公司2011年度计划，由土建室编制而成。
本标准共八章，规定了工程设计项目中混凝土结构设计与施工的基本要求。
结合结构工程设计规定、建构筑物荷载及荷载组合规定、地基与基础工程设计规定、储罐基础设计规定、建构筑物结构设计规定、钢结构设计规定、钢结构制作与安装技术规定、钢结构防火技术规定、抗震设防技术规定等标准，用以规范工程设计项目中建筑物及构筑物的结构专业各阶段的设计。
本标准在编制过程中总结了近几年石油化工建设项目结构专业的工作经验，吸收了其它企业在此方面先进的做法，在充分讨论的基础上制定而成。
在编制过程中，针对设计中存在的问题，进行了广泛的调查研究，总结了近几年来石油化工结构专业的实践经验，对其中主要问题进行多次讨论，最后经审查定稿。
本标准在实施过程中，如发现需要修改补充之处，请将意见和有关资料提供给土建室，以便今后修订时参考。
本标准中的版权归中国石化集团宁波工程有限公司（snec）所有，未经snec书面允许，不得以任何方式扩散至第三方。
本标准主要起草人：
杨晓红
校核人：
XXXX
审核人：
王耀东
本标准的主要编制单位：
土建室
本标准的负责解释单位：
土建室
本标准的批准发布及归口单位：
技术中心
本标准为2012年首次发布。
1范围
本标准规定了工程设计项目中混凝土结构设计与施工的基本要求。
2规范性引用文件
下列文件对于本规范的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规定。
T/ES121009-2011建构筑物荷载及荷载效应组合规定
GB50003-2001砌体结构设计规范（2002年局部修订）
GB50009-2001建筑结构荷载规范（2006年版）
GB50010-2010混凝土结构设计规范
GB50011-2010建筑抗震设计规范
GB50046-2008工业建筑防腐蚀设计规范
GB50119-2003混凝土外加剂应用技术规范
GB50191-1993构筑物抗震设计规范
GB50204-2002混凝土结构工程施工质量验收规范
GB50068-2001建筑结构可靠度设计统一标准
SH/T3132-2000石油化工钢筋混凝土水池结构设计规范
SH/T3147-2004石油化工构筑物抗震设计规范
SH/T3055-2007石油化工管架设计规范
SH/T3067-2007石油化工钢筋混凝土冷换框架设计规范
SH/T3535-2002石油化工混凝土水池工程施工及验收规范
GB50496-2009大体积混凝土施工规范
3材料
3.1骨料
3.1.1普通混凝土所用的粗、细骨料的质量应符合有关规定。
3.1.2混凝土用的粗骨料，其最大颗粒粒径不得超过构件截面最小尺寸的1/4，且不得超过钢筋最小净间距的3/4。
3.1.3对混凝土实心板，骨料的最大粒径不宜超过板厚的1/3，且不得超过40mm。
3.2水泥
3.2.1水泥质量应符合有关规定。
3.2.2钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构中严禁使用含氯化物的水泥。
3.3钢筋
3.3.1钢筋的强度标准值应具有不小于95%的保证率，其质量应符合有关规定。
3.3.2钢筋应平直、无损伤，表面不得有裂缝、油污、颗粒状或片状老锈。
3.3.3混凝土结构的钢筋应按下列规定选用：
a）纵向受力普通钢筋宜采用符合抗震性能指标的HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋，也可采用符合抗震性能指标的HPB300、HRB335、HRBF335、RRB400钢筋；
b）梁、柱纵向受力普通钢筋应采用符合抗震性能指标的HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋；
c）箍筋宜采用符合抗震性能指标的HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500钢筋。
3.3.4按一、二、三级抗震等级设计的框架和斜撑构件，其纵向受力普通钢筋应符合下列要求：
a）钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25；
b）钢筋的屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于1.3；
c）钢筋最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9％。
3.3.5钢筋的强度标准值和设计值应符合GB50010-2010的规定。
3.3.6当钢筋混凝土构件中配有不同种类的钢筋时，每种钢筋应采用各自的强度设计值。
3.3.7各种直径的钢筋、钢绞线和钢丝的公称截面面积、计算截面面积和理论重量应符合GB50010-2010的规定。
3.3.8构件中的钢筋可采用并筋的配置形式，应符合GB50010-2010第4.2.7条规定。
3.3.9当进行钢筋代换时，除应符合设计要求的构件承载力、最大力下的总伸长率、裂缝宽度验算以及抗震规定以外，尚应满足最小配筋率、钢筋间距、保护层厚度、钢筋锚固长度、接头面积百分率及搭接长度等构造要求。
3.4水
拌制混凝土宜采用饮用水，当采用其他水源时，水质应符合有关规定。
3.5外加剂
3.5.1混凝土中掺加的外加剂质量及使用应符合GB50119-2003的规定。
3.5.2预应力混凝土结构中，严禁使用含氯化物的外加剂。
3.5.3混凝土结构中氯化物和碱的总含量应符合GB50010-2010和设计的要求。
3.6矿物掺合料
矿物掺合料应根据混凝土的设计要求与结构的工作环境加以选择，其质量应符合有关规定，矿物掺合料的掺量应通过试验确定。
3.7地脚螺栓、预埋件
3.7.1地脚螺栓应采用未经冷加工的Q235-B钢或Q345-B钢制作，带双螺母及垫片。
地脚螺栓质量应满足有关规定；螺母应采用六角螺母，并符合GB/T41的规定；垫片应采用平垫圈，并符合GB/T95的规定。
3.7.2预埋件应符合下列要求：
a）受力预埋件的锚板宜采用Q235、Q345级钢制作，锚板厚度应根据受力情况计算确定，且不宜小于锚筋直径的60%；受拉和受弯预埋件的锚板厚度尚宜大于b/8，b为锚筋的直径。
b）受力预埋件的锚筋应采用HRB400或HPB300级钢筋，严禁采用冷加工钢筋。
c）直锚筋与锚板应采用T形焊接。
当锚筋直径不大于20mm时宜采用压力埋弧焊；当锚筋直径大于20mm时宜采用穿孔塞焊。
d）预埋件选用《预埋件通用图》（HG/T21544-2006）。
4荷载及荷载效应组合
建构筑物的荷载及荷载效应组合规定见T/ES121009-2011，池类结构应符合SH/T3132-2002的规定。
5混凝土结构设计的基本要求
5.1基本设计规定
5.1.1钢筋混凝土结构应采用以概率理论为基础的极限状态设计法，以可靠指标度量结构构件的可靠度，采用分项系数的设计表达式进行设计。
5.1.2钢筋混凝土结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。
5.1.3结构构件应根据承载能力极限状态及正常使用极限状态的要求，分别进行承载力及稳定（必要时尚应进行结构的倾覆、滑移及漂浮验算）、疲劳、变形、抗裂及裂缝宽度的计算和验算。
5.1.4结构及结构构件的承载力（包括失稳）计算和倾覆、滑移及漂浮验算，均应采用荷载设计值；疲劳、变形、抗裂及裂缝宽度验算，均应采用相应的荷载代表值；直接承受吊车的结构构件，在计算承载力及验算疲劳、抗裂时，应考虑吊车荷载的动力系数。
5.1.5预制构件尚应按制作、运输及安装时相应的荷载值进行施工阶段的验算。
预制构件吊装的验算，应将构件自重乘以动力系数，动力系数可取1.5，但可根据构件吊装时的受力情况适当增减。
5.1.6对现浇混凝土结构，必要时应进行施工阶段的验算。
5.1.7当结构构件进行抗震设计时，地震作用应符合GB50011-2010和GB50191-1993的规定。
5.2耐久性规定
5.2.1混凝土结构的设计使用年限应满足GB50068-2001中的规定。
一般混凝土建、构筑物的设计使用年限为50年。
5.2.2混凝土结构的耐久性设计应符合GB50010-2010的规定，处于腐蚀性介质环境中时，尚应符合GB50046-2008的规定。
5.3构造要求
5.3.1最低混凝土强度等级应符合GB50010-2010的规定。
5.3.2除有特殊要求以外，直径小于12mm的钢筋宜采用HPB300级，直径不小于12mm的钢筋宜采用HRB400级及以上钢筋。
5.3.3纵向受力的普通钢筋及预应力钢筋，其混凝土保护层厚度不应小于钢筋的公称直径，且应符合GB50010-2010中有关保护层厚度的规定。
5.3.4钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距宜符合GB50010-2010中的规定。
5.3.5钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的配筋百分率不应小于GB50010-2010中的规定。
5.3.6抗震设计中，钢筋混凝土框架梁、柱及抗震墙的钢筋配置应符合GB50011-2010和SH/T3147-2004的规定。
5.3.7结构构件的基本标准及构造要求，应符合GB50010-2010中9.1条至9.7条的规定。
5.3.8柱轴压比限值应满足GB50011-2010的规定。
6控制室结构抗爆设计规定
6.1基本设计原则
6.1.1控制室抗爆的设计，应符合GB50010-2010、GB50011-2010的规定。
6.1.2控制室抗爆设计，应根据抗爆要求和受力情况做到结构各个部位抗力相协调。
6.1.3控制室结构在爆炸荷载作用下，应验算结构承载力及变形，对结构裂缝可不进行验算。
6.1.4抗爆控制室基础设计应进行地基土承载力验算、基础抗倾覆及抗滑移验算。
6.2爆炸荷载取值
6.2.1控制室抗爆设计采用的峰值正超压及相应的正压作用时间应根据石油化工装置性质以及平面布置等因素综合评估确定。
如未进行评估，也可按冲击波峰值正超压21kPa，正压作用时间100ms或冲击波峰值正超压69kPa、正压作用时间20ms确定，并在设计文件中说明。
6.2.2作用在封闭矩形建筑物的爆炸荷载应按前墙考虑峰值反射压、停滞压力和前墙正压等效作用时间；侧墙、屋顶以及后墙考虑有效冲击波超压和有效冲击波超压升压时间。
6.3荷载效应组合
6.3.1在没有爆炸荷载参与时，对于承载力极限状态以及正常使用极限状态下，结构构件的荷载效应组合规定见T/ES121009-2011。
在有爆炸荷载参与时，不考虑风、雪荷载、地震作用参与组合。
6.3.2在有爆炸荷载参与时，对于承载力极限状态，结构构件各种荷载效应组合应按下式计算：
（6.3.2）
式中：
R——结构构件抗力的设计值；
SGK——按永久荷载标准值Gk计算的荷载效应值；
SQiK——按可变荷载标准值Qik计算的荷载效应值；
SBK——爆炸荷载效应值；
γG,γQi,γB——分别为永久荷载、可变荷载、爆炸荷载的分项系数，均取1.0；
ψci——可变荷载Qi的组合值系数，按GB50011-2011的规定采用，可不考虑屋面活荷载。
6.3.3在有爆炸荷载参与时，对于正常使用极限状态，结构构件各种荷载效应组合应按下式计算：
（6.3.3）
式中：
C——结构或结构构件达到正常使用要求的规定限值；
SGK——按永久荷载GK计算的荷载效应值；
SBK——爆炸荷载效应值。
6.4结构分析计算
6.4.1在爆炸荷载作用下，结构构件的工作状态可用结构构件的允许延性比[μ]表示，对钢筋混凝土结构构件，宜按照弹塑性工作阶段设计。
对于受弯构件，其抗剪承载力应比抗弯承载力高20%。
6.4.2控制室结构在爆炸荷载作用下，其构件的动力分析可近似采用单自由度体系动力分析的方法。
控制室结构在爆炸荷载作用下，构件的动承载力也可以使用其他等效的静力计算方法进行（考虑动力反应）。
7池类结构
7.1材料
池类结构的材料除满足本标准第3章的要求外，尚应符合下列要求：
a）水池受力构件混凝土的强度等级不应低于C25；当要求混凝土的抗冻等级不低于F150时，混凝土的强度等级不应低于C30。
当储存腐蚀性介质时，尚应符合GB50046-2008的规定；
b）水池混凝土中使用活性骨料时，骨料中碱含量应符合SH/T3132-2002的规定；
c）当水池混凝土中使用外加剂时，外加剂质量应符合SH/T3132-2002的规定；
d）当水池需设置变形缝时，变形缝所用材料的质量应符合SH/T3132-2002的规定。
7.2基本设计原则
7.2.1池类结构的设计，应符合GB50010-2010、GB50011-2010、GB50191-2003、SH/T3132-2002的规定。
7.2.2石油化工企业常用水池的结构安全等级为二级；结构重要性系数取1.0，按丙类构筑物进行抗震设计。
7.2.3当水池内介质的酸碱度（pH值）低于6或其它介质组分对钢筋混凝土产生强、中、弱等级腐蚀时，应按GB50046-2008或进行专门试验确定并采取防腐措施。
当介质温度超过40℃时，尚应考虑温度对防腐层材料的影响。
7.2.4钢筋混凝土的抗渗等级及抗冻等级应符合SH/T3132-2002的规定。
7.2.5水池地基的沉降应能满足正常生产要求，一般情况下，地基的最大沉降值不宜大于300mm。
7.2.6水池结构的计算应按SH/T3132-2002中的规定分别验算强度、抗裂及裂缝宽度验算，必要时尚应进行抗浮稳定设计。
7.2.7所有贮液池均应进行闭水试验，闭水试验应符合有关规定。
7.3构造要求
池类结构的构造应符合SH/T3132-2002的规定；当储存腐蚀性介质时，在构造上尚应符合GB50046-2008的规定。
8混凝土结构施工的基本要求
8.1材料的验收与储存
8.1.1入库的水泥应按品种、强度等级、出厂日期分别堆放，并树立标志。
材料应按到货先后顺序使用，并防止混掺使用。
水泥贮存时间不宜过长，以免结块降低强度，并做好防潮措施。
水泥不得与石灰石、石膏、白垩等粉状物料混放在一起。
8.1.2砂、碎石或卵石在运输装卸和堆放过程中，应防止离析和混入杂质，并应按产地、种类和规格分别堆放。
.
8.1.3外加剂应按不同供货单位、不同品种、不同牌号分别堆放，标识应清楚。
选用的外加剂应有供货单位提供产品说明书、出厂检验报告及合格证、掺加外加剂的混凝土性能检验报告。
粉状外加剂应防止受潮结块，如有结块，经性能检验合格后，应粉碎至全部通过0.63mm筛后方可使用。
液体外加剂应放置阴凉干燥处，防止日晒、受冻、污染、进水或蒸发，如有沉淀等现象，经性能检验合格后方可使用。
8.2模板工程
8.2.1模板及其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工设备和材料供应等条件进行设计。
模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承受浇筑混凝土的重量、侧压力以及施工荷载。
8.2.2模板及其支架拆除的顺序及安全措施应按施工技术方案执行，模板安装及安装偏差应符合GB50204-2002的规定；底模及其支架拆除时的混凝土强度应符合设计要求。
8.2.3钢筋混凝土结构施工时，必须与工艺、管道设计、电气、自控、采通等专业密切配合，固定在模板上的预埋件、预留孔洞、和锚栓均不得漏埋、错埋，且应安装牢固。
偏差应符合GB50204-2002的规定。
8.3钢筋工程
8.3.1在施工中，当需要以强度等级较高的钢筋替代原设计中的纵向受力钢筋时，应按照钢筋受拉承载力设计值相等的原则换算，并应满足最小配筋率、钢筋间距要求，并应注意正常使用阶段的挠度和裂缝宽度。
8.3.2钢筋加工的形状尺寸应符合设计要求，其偏差应符合GB50204-2002的规定。
8.3.3钢筋的连接质量检验，及接头位置要求应符合GB50204-2002的规定。
8.3.4在梁、柱类构件的纵向受力钢筋搭接长度范围内，应按设计要求配置箍筋。
当设计无具体要求时，应符合GB50204-2002的规定。
8.3.5钢筋安装时，受力钢筋的品种、级别、规格和数量必须符合设计要求。
钢筋安装位置的偏差应符合GB50204-2002的规定。
8.3.6钢筋隐蔽工程验收前，应提供钢筋出厂合格证与检验报告及进场复验报告，钢筋焊接接头和机械连接接头力学性能试验报告。
8.4混凝土工程
8.4.1混凝土配合比应根据设计所要求的强度和耐久性、施工工艺所要求的拌料工作度和凝结时间、并充分考虑施工运输和环境温度等条件，通过试配确定，经现场试验确认合格后，方可正式使用。
8.4.2混凝土的搅拌与运输
8.4.2.1商品混凝土应有出厂合格证书。
8.4.2.2混凝土应按有关规定，根据混凝土强度等级、耐久性和工作性等要求进行配合比设计。
8.4.2.3结构混凝土的强度等级必须符合设计要求。
用于检查结构构件混凝土强度的试件，应在混凝土的浇筑地点随机抽取。
取样与试件留置应符合GB50204-2002的规定。
8.4.2.4在混凝土的输送工序中，应控制混凝土运至浇筑地点后，不离析、不分层、组成和成分不发生变化，并保证施工所必须的稠度。
在风雨或暴热天气输送混凝土，容器上应加遮盖，以防进水或水分蒸发。
冬季施工应加以保温。
夏季最高气温超过40℃时，应有隔热措施。
8.4.2.5混凝土拌料的长距离运输应使用混凝土搅拌车，短距离运输则可以使用现场一般的运输设备，但所有装载设备的接缝必须严密以防止漏浆。
8.4.3施工缝的设置
大体积混凝土及重要结构的施工缝的位置应在混凝土浇筑前按设计要求和施工技术方案确定。
8.4.4混凝土的养护
8.4.4.1应在浇筑完毕后的12h以内对混凝土加以覆盖并保湿养护。
8.4.4.2混凝土浇水养护的时间：
对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7天；对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土，不得少于14天。
8.4.4.3采用塑料布覆盖养护的混凝土，其敞露的全部表面应覆盖严密，并应保持塑料布内有凝结水。
8.4.4.4浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态，混凝土养护用水应与拌制用水相同。
8.4.4.5当日平均气温低于5℃时，不得浇水。
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8.4.4.6混凝土表面不便浇水或使用塑料布时，宜涂刷养护剂。
8.4.4.7混凝土强度达到1.2N/mm2前，不得在其上踩踏或安装模板及支架。
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8.4.4.8对大体积混凝土的养护，应根据气候条件按施工技术方案采取控温措施。
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8.4.5混凝土质量尚应符合GB50204-2002的规定。
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8.4.6钢筋混凝土水池的施工尚应符合SH/T3535-2002的规定。
参考文献
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